如何用生命周期初始化一个变量？

Question

我有以下代码，但不知道如何让它工作：

fn new_int<'a>() -> &'a isize {
    &5
}

fn main() {
    let x = new_int();
}

或另一种尝试：

fn new_int<'a>() -> &'a isize {
    let a: &'a isize = &5;
    a
}

fn main() {
    let x = new_int();
}

Answer 1

你不能。生命周期参数不允许您选择一个值的生命周期，它只允许您向编译器传达两个或多个引用与同一内存“相关”并且预期共享相同的生命周期。

一个函数（就像你的例子中的new_int）可以通过两种方式分配内存：

本地在分配给函数本身的区域中，当您从函数（堆栈）return中销毁
在所有函数（堆）共有的内存区域中动态地

引用 (&) 是指向内存区域的指针。它可以指向本地栈，也可以指向堆。由于动态分配在性能方面比写在堆栈上要昂贵得多，Rust 默认使用堆栈（你必须使用 Box 来执行动态分配）。

所以，简而言之，这就是您的代码非法的原因：

fn new_int<'a>() -> &'a isize {
    let a: &'a isize = &5; // write 5 on the function's local stack
    a // return a pointer to that area of memory
} // the function ends and its stack (where I wrote 5) is destroyed
  // so the pointer I'm trying to return is no longer valid

您可以return值

fn new_int() -> isize {
    5
}

fn main() {
    let a = new_int(); // the value 5 (not a pointer) is copied into a
}

或执行动态分配（这在 isize 的情况下有点矫枉过正，但如果您实际使用的是大型结构，则可能有意义）

fn new_int() -> Box<isize> {
    Box::new(5) // a Box allocates memory and writes in the heap
}

fn main() {
    let a = *new_int();
}

或者，您可以在函数外部分配内存并在函数中改变它。您通常不会为原始类型执行此操作，但在某些情况下（例如数据流）很有意义：

// new_int does not return anything. Instead it mutates
// the old_int in place
fn new_int(old_int: &mut isize) {
    *old_int = 5;
}

fn main() {
    let mut a = 2; // memory for an int is allocated locally
                   // in main()
    new_int(&mut a); // a mutable reference to that memory is passed
                     // to new_int, that overwrites it with another value
}

作为，在这种特定情况下（即您的函数始终 returns 5 或其他一些静态已知值，而不是由函数动态计算的值）您还可以 return 具有 'static 生命周期的引用：

fn new_int<'a>() -> &'a isize {
    static FIVE: isize = 5;
    &FIVE
}

您可以阅读更多关于'static in the Rust Reference.

从 Rust 1.21 开始，这种“静态提升”现在会自动为您执行，并且您的原始代码会编译。它创建相当于 static FIVE.

Answer 2

理解原因的另一种方式

fn new_int<'a>() -> &'a isize {
    &5
}

无法正常工作如下。 'a是函数的生命周期参数；也就是说，是 caller 选择此参数的实际值，而不是函数本身。例如调用者可以选择'static lifetime:

let i: &'static isize = new_int();

但是，&5 不能有 'static 生命周期，因此函数被拒绝。

换句话说，这样的声明本质上是"I can give you a reference of any lifetime you want"。当然，这仅在函数返回的引用的生命周期为 'static 时才有效，这是可能的最大生命周期。 DK就是这样。顺便说一下。

Answer 3

生命周期仅描述代码已经在做什么。它们不会以任何方式影响代码的行为。

它们不是让某物按要求活多久的指令，而是一种一致性检查，可确保代码确实按照它所说的去做。

事实上，Rust 在检查代码后将所有生命周期从代码中剥离，然后在不知道生命周期的情况下编译代码。

变量在其作用域结束时被销毁，这就是它们的生命周期。你不能说声明他们没有这样做。

如何用生命周期初始化一个变量？

How to initialize a variable with a lifetime?

rust

lifetime